Напорный водоносный горизонт
Схема поглощающей скважины (колодца), предназначенной для закачки технических очищенных вод в напорный водоносный горизонт, залегающий под слоем водоупорных глин, приведена на рис. 17.
1 – абсолютная отметка устья скважины;
2 – величина напора;
3 – абсолютная отметка подошвы верхнего водоупора;
4 – абсолютная отметка кровли нижнего водоупора.
Производительность поглощающего колодца (скважины) в напорных водах определяют по формуле:
Q = 
,
где S = (h – H) – повышение уровня воды в скважине при наливе;
h – высота столба воды в скважине при наливе, отсчитываемая от кровли нижнего водоупора ;
Н – абсолютная отметка пьезометрического уровня равна сумме абсолютной отметки кровли нижнего водоупора и величины напора;
m – мощность водоносного пласта, равна разнице абсолютных отметок подошвы верхнего и кровли нижнего водоупоров;
R – радиус влияния налива на повышение напора в водоносном пласте, определяется по формуле Зихарда: R ≈ 10S 
.
8.2.3. Схема несовершенной скважины (колодца)
при горизонтальном водоупоре
Скважины и колодцы, предназначенные для откачки воды или используемые для стационарных наблюдений, оборудуют фильтрами. Фильтры предназначаются для задержки частиц породы, обеспечения устойчивости колодца (скважины) и окружающих пород. Простейший фильтр представляет собой обычную трубу, стенки которой имеют круглую или щелевую перфорацию для пропуска воды.
Дата добавления: 2015-03-14 ; просмотров: 3039 ;
Источник
Напорный водоносный горизонт
Схема поглощающей скважины (колодца), предназначенной для закачки технических очищенных вод в напорный водоносный горизонт, залегающий под слоем водоупорных глин, приведена на рис. 17.
1 – абсолютная отметка устья скважины;
2 – величина напора;
3 – абсолютная отметка подошвы верхнего водоупора;
4 – абсолютная отметка кровли нижнего водоупора.
Производительность поглощающего колодца (скважины) в напорных водах определяют по формуле:
Q = 
,
где S = (h – H) – повышение уровня воды в скважине при наливе;
h – высота столба воды в скважине при наливе, отсчитываемая от кровли нижнего водоупора ;
Н – абсолютная отметка пьезометрического уровня равна сумме абсолютной отметки кровли нижнего водоупора и величины напора;
m – мощность водоносного пласта, равна разнице абсолютных отметок подошвы верхнего и кровли нижнего водоупоров;
R – радиус влияния налива на повышение напора в водоносном пласте, определяется по формуле Зихарда: R ≈ 10S 
.
8.2.3. Схема несовершенной скважины (колодца)
при горизонтальном водоупоре
Скважины и колодцы, предназначенные для откачки воды или используемые для стационарных наблюдений, оборудуют фильтрами. Фильтры предназначаются для задержки частиц породы, обеспечения устойчивости колодца (скважины) и окружающих пород. Простейший фильтр представляет собой обычную трубу, стенки которой имеют круглую или щелевую перфорацию для пропуска воды.
Источник
Основы гидрогеологии. Определение скорости и направления движения грунтовых вод.
Решение задач о движении подземных вод, выбор метода гидрогеологического расчета и расчетной схемы производят на основе схематизации (упрощения) природных гидрогеологических условий. При этом учитывают основные особенности фильтрационного потока подземных вод (характер движения, гидравлические характеристики, фильтрационные свойства пород, границы водоносных горизонтов и т.д.).
Типичным примером плоского потока может служить движение подземных вод к траншеям, штольням и другим горизонтальным выработкам. Расход безнапорного потока в однородных пластах при горизонтальном водоупоре:
, (7.1)
где Кф – коэффициент фильтрации; b – ширина потока, м; 
– средняя мощность потока, м; 
– средний напорный градиент потока.
Принимая 
и 
, расход грунтового потока можно выразить формулой
, (7.2)
где h1 и h2 – мощность водоносного пласта соответственно в скважинах 1 и 2; L – расстояние между скважинами.
Единичный расход потока при наклонном водоупоре определяют по формуле:
, (7.3)
где Н1 и Н2 – напоры соответственно в скважинах 1 и 2, отсчитываемые от любой горизонтальной плоскости; b – ширина потока, принимаемая при определении единичного расхода, равной одному метру. Мощность водоносного пласта в скважинах вычисляют как разность абсолютных отметок уровня грунтовых вод (УГВ) и кровли водоупора. Значения Н1 и Н2 принимают равными абсолютным отметкам УГВ в скважинах 1 и 2.
Рис. 7.1. Схематический разрез потока грунтовых вод на наклонном водоупоре.
При определении притока воды к вертикальным водозаборам учитывается воронкообразное понижение уровня вследствие трения воды и частиц грунта, при этом образуется депрессионная воронка, имеющая в плане форму, близкую к кругу. Радиус депрессионной воронки называется радиусом влияния (R), который в безнапорном водоносном пласте для совершенной скважины определяется по формуле:
, (7.4)
где S – понижение уровня воды при откачке по центру воронки, м;
H – мощность безнапорного водоносного пласта, м.
Приток воды к совершенным безнапорным скважинам определяется по формуле:
при L 
0,5 R, (7.5)
при L
Для построения карты гидроизогипс замеряют уровни грунтовых вод в скважинах, которые на изучаемой территории располагают по сетке. Уровни воды пересчитывают на абсолютные отметки и по ним на топографической карте проводят горизонтали поверхности грунтовых вод. Как и горизонтали топографической карты, гидроизогипсы строят методом интерполяции или с помощью палеток, причем сечение их зависит от масштаба карты и числа нанесенных на ней точек наблюдения (отметок уровня).
Карта изогипс широко используется для установления направления потока грунтовых вод, величины напорного градиента, глубины залегания воды, а также для подсчета скорости движение воды.
Направление движения грунтовых вод определяют путем опускания перпендикуляра от гидроизогипсы с большой отметкой на гидроизогипсу с меньшей отметкой. Направление грунтового потока совпадает с этим перпендикуляром.
Для определения уклона потока по карте гидроизогипс на площади того или иного участка берут разность между отметками крайних гидроизогипс на этом участке и делят ее на расстояния между ними.
Глубину залегания грунтовых вод в любой точке определяют по разности между отметкой горизонтали поверхности земли и отметкой гидроизогипсы в данной точке.
Скорость фильтрации воды определяется по формуле V=KI, где V – скорость, K – коэффициент фильтрации, I – напорный градиент.
Поверхность грунтовых вод, как показывают инженерно-геологические исследования крупных площадей, большей частью неровная, волнистая. Часто она повторяет рельеф поверхности. Однако такое соотношение поверхности земли и поверхности грунтовых вод на отдельных участках может нарушаться.
Глубина залегания грунтовых вод также зависит от рельефа местности. В речных долинах, оврагах и других понижениях рельефа грунтовые воды находятся на сравнительно небольшой глубине.
По мере повышения рельефа глубина залегания грунтовых вод увеличивается. На водоразделах и других возвышенностях глубина залегания может достигать несколько десятков метров.
Таким образом, с помощью карты гидроизогипс решаются следующие основные задачи. Это установление характера поверхности (зеркала) грунтовых вод, направление их течения, величины напорного градиента, скорости движения воды, глубины залегания грунтовых вод с целью наиболее благоприятных участков для строительства зданий и сооружений с глубоко залегающими фундаментами.
ЗАДАЧИ
1. Постройте схему и определите единичный расход грунтового потока по результатам замеров, выполненных в двух скважинах, расположенных на расстоянии 200 м по направлению течения, если коэффициент фильтрации однородных водовмещающих пород равен 5,2 м/сут. Определите действительную скорость потока.
| Результаты замеров | Варианты | |||||||
| № скважины | № скважины | № скважины | № скважины | |||||
| Абсолютные отметки, м: устья скважины | 32,1 | 30,3 | 22,4 | 20,7 | 56,1 | 55,3 | 83,8 | 84,1 |
| уровня грунтовых вод | 28,0 | 24,2 | – | – | – | – | 81,6 | 80,5 |
| кровли водоупора | 17,8 | 18,3 | 8,6 | 8,8 | 48,6 | 44,3 | – | – |
| Мощность h водоносного пласта, м | – | – | – | – | 5,2 | 6,7 | 3,4 | 3,2 |
| Глубина d залегания уровня грунтовых вод, м | – | – | 3,2 | 6,6 | – | – | – | – |
| Пористость, % |
2. По данным, приведенным в таблице 7.2, постройте схему и определите приток воды к совершенной скважине с круговым контуром питания при горизонтальном водоупоре.
| Данные для расчета | Варианты | |||||||||
| Абсолютные отметки, м: устья скважины | 31,4 | 96,7 | 54,8 | 71,3 | 29,5 | 90,5 | 50,0 | 77,5 | 35,8 | 86,8 |
| статического уровня грунтовых вод | 29,9 | – | – | 67,6 | 27,0 | – | – | 73,8 | 34,2 | – |
| динамического уровня в скважине при откачке | 25,5 | – | 47,3 | – | 23,5 | – | 42,2 | – | 29,5 | – |
| кровли водоупора | 11,6 | 78,5 | – | 58,2 | 9,8 | 72,0 | – | 64,4 | 16,5 | 68,7 |
| Глубина залегания уровня грунтовых вод, м | – | – | 2,3 | – | – | – | 2,1 | – | – | – |
| Мощность Н водоносного пласта, м | – | 14,9 | 12,5 | – | – | 13,0 | 11,0 | – | – | 13,6 |
| Понижение уровня S, м | – | 3,0 | – | 2,8 | – | 2,5 | – | 2,9 | – | 3,5 |
| Коэффициент фильтрации Кф, м/сут | 7,1 | 3,8 | 18,6 | 13,4 | 5,5 | 6,4 | 7,7 | 8,3 | 9,1 | 10,5 |
| Расстояние L от скважины до водоема,м | 82,0 | 60,0 | 74,8 | 30,0 | 42,0 | 45,6 | 55,9 | 72,1 | 75,3 | 80,0 |
| Диаметр 2r скважины, мм |
3. По данным, приведенным в таблице 7.3, постройте схему и определите приток воды к совершенной скважине, расположенной в напорном водоносном пласте.
Источник
Определение общего и единичного расхода плоского грунтового потока
По данным, приведенным в соответствующем варианте табл. 4.1.1, построить схему и определить общий и единичный расход плоского грунтового потока в однородном пласте.
Таблица 4.1.1 — Исходные данные к лабораторной работе № 4.1
Абсолютная отметка устья скважины, м
Абсолютная отметка уровня грунтовых вод, м
Абсолютная отметка кровли водоупора, м
Расстояние между скважинами, l,м
Ширина потока, В, м
Коэффициент фильтрации, Кф, м/сут
Для построения схемы, необходимо определить каким условиям соответствует водоупор (наклонный или горизонтальный). Для этого сравниваем абсолютные отметки кровли водоупора по скважине №1 и скважине №2. Если их абсолютные отметки равны, значит, водоупор имеет горизонтальное залегание (рис.1). Если абсолютные отметки кровли водоупора имеют различные значения, значит, водоупор залегает под наклоном (рис. 2).
На схеме указать буквенные и численные показатели для расчета общего и единичного расхода плоского грунтового потока.
Мощность (h) потока вычисляется как разность между абсолютной отметкой уровня грунтовых вод в скважине и абсолютной отметкой кровли водоупора.
 |  |
| Рис. 1 — Плоский поток грунтовых вод с горизонтальным водоупором | Рис. 2 — Плоский поток грунтовых вод с наклонным водоупором |
Расход плоского потока в однородном пласте при наклонном водоупоре:
где Q — расход потока, м 3 /сут; kф — коэффициент фильтрации водоносного пласта, м/сут, В — ширина потока, м; l — расстояние между скважинами или длина пути фильтрации, м; h1 — мощность потока в скважине №1, м; h2 — мощность потока в скважине №2, м, Н1 — напор воды в скважине №1 , м; Н2 — напор воды в скважине №2, м.
Напор воды в скважине соответствует абсолютным отметкам уровня грунтовых вод.
Единичный расход плоского потока при горизонтальном водоупоре рассчитывается по формуле:
где q — единичный плоский поток, м /сут; Q — расход потока, м /сут; В — ширина потока, м.
Источник